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高频开关电源系统整流电路设计

要设计一套通信用开关电源系统,首先要明白对它的全面要求,然后再设计系统的各个部分。高频开关电源主回路和控制回路所用的电路形式,元器件,控制方式都发展很快。它们的设计具有特殊的内容和方法。

1设计要求和具体电路设计

通信基础开关电源系统的关键部分是开关电源整流模块。整流模块的规格很多,结合在工

1) 电网允许的电压波动范围

2) 直流输出电压,电流

3) 保护和告警性能

①当输入电压低到170 VAC或高到270 VAC,或散热器温度高到75 ℃时,自动关机。

②当模块直流输出电压高到60 V,或输出电流高到58~60 A时,自动关机。

③当输出电流高到53~55 A时,自动限流,负载继续加大时,调低输出电压。

4) 效率和功率因数

模块的效率不低于88%,功率因数不低于0.99。

5) 其他指标

模块的其他性能指标都要满足“YD/T731”和“入网检验实施细则”等行业标准。

1) 单相交流输入,采用高频有源功率因数校正技术,以提高功率因数;

2) 采用双正激变换电路拓扑形式,工作可靠性高;

3) 主开关管采用 VMOSFET,逆变开关频率取为50 kHz;

4) 采用复合隔离的逆变压器,一只变压器双端工作;

5) 采用倍流整流电路,便于绕制变压器。

依照上述方案,即可设计出主电路的基本形式如图1。

以下即可按照模块设计的要求来确定主电路中各元器件的基本参数。

1) 输出整流管的选择

输出整流二极管的工作波形如图2所示。

VD=Vidcmax/n=395V/3≈132V

因此,可以选择300∶400 V,50∶60

A的超快软恢复的整流二极管模块,如ST的STTA12004T(V),260 A等。

2)逆变主开关管的选择

ICM="I1

"=I2/n=25 A/3≈8.3 A

所以,逆变主开关管T1∶T4可以选择(550∶600)V,(20∶30)A的VMOSFET,如IR的IRFK3FC50等模块。

续流二极管D1∶D4可以选择(550∶600)V,(15∶20)A的快速恢复二极管。

3)滤波电感的计算

4)滤波电解电容的计算

按照离散杂音的要求,电容上允许的100 kHz下的纹波Δuc=3 mV。通过选择开关电源专用电解电容并和无极性电容并联,将总的ESZ控制在1.5 mΩ以下

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